مشخصات فنی لامپ LED مدل 583UYD/S530-A3 - گرد 5.8 میلی‌متری - 2.0 ولت - 60 میلی‌وات - زرد درخشان - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

مدل 583UYD/S530-A3 یک لامپ LED زرد درخشان با روشنایی بالا است که برای کاربردهای نصب از طریق سوراخ (Through-Hole) طراحی شده است. این قطعه از فناوری نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیم فسفید) برای تولید نور زرد زنده با لنز رزین زرد پخش‌شونده استفاده می‌کند. این سری برای ارائه عملکردی قابل اعتماد در یک پکیج مقاوم طراحی شده است و آن را برای انواع کاربردهای نشانگر و نور پس‌زمینه که نیاز به رنگ و شدت یکنواخت دارند، مناسب می‌سازد.

مزایای اصلی این LED شامل انتخاب زوایای دید، موجودی روی نوار و قرقره برای مونتاژ خودکار و انطباق با استانداردهای اصلی زیست‌محیطی و ایمنی از جمله RoHS، EU REACH و الزامات بدون هالوژن (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm) می‌باشد. بازارهای هدف اصلی آن شامل الکترونیک مصرفی، مخابرات و لوازم جانبی رایانه است.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

این قطعه برای کار در محدوده‌های دقیق الکتریکی و حرارتی طراحی شده است تا قابلیت اطمینان بلندمدت را تضمین کند. حداکثر مقادیر مطلق مرزهایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی رخ دهد.

• جریان مستقیم پیوسته (IF):25 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان DC است که می‌توان تحت شرایط کاری عادی به طور پیوسته به LED اعمال کرد.
• جریان مستقیم پیک (IFP):60 میلی‌آمپر. این مقدار برای کار پالسی با چرخه کاری 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز اعمال می‌شود و امکان دوره‌های کوتاه روشنایی بالاتر را فراهم می‌کند.
• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوند شود.
• توان تلف شده (Pd):60 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که پکیج می‌تواند تلف کند و به صورت حاصل‌ضرب ولتاژ مستقیم (VF) در جریان مستقیم (IF) محاسبه می‌شود.
• دمای کاری (Topr):40- تا 85+ درجه سلسیوس. محدوده دمای محیط برای عملکرد قابل اطمینان.
• دمای انبارش (Tstg):40- تا 100+ درجه سلسیوس.
• دمای لحیم‌کاری (Tsol):260 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه، که پروفایل تحمل حرارت لحیم‌کاری ریفلو را تعریف می‌کند.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکی

این پارامترها در شرایط آزمایش استاندارد Ta=25 درجه سلسیوس و IF=20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری شده‌اند و داده‌های عملکرد پایه را ارائه می‌دهند.

• شدت نورانی (Iv):مقدار معمول 20 میلی‌کندلا، با حداقل 10 میلی‌کندلا. این مقدار، روشنایی درک‌شده خروجی نور زرد را کمّی می‌کند. عدم قطعیت اندازه‌گیری ±10% است.
• زاویه دید (2θ1/2):170 درجه (معمول). این زاویه دید بسیار باز نشان‌دهنده یک لنز بسیار پخش‌شونده است و LED را برای کاربردهایی که نیاز به قابلیت مشاهده از طیف گسترده‌ای از زوایا دارند، مناسب می‌سازد.
• طول موج پیک (λp):591 نانومتر (معمول). طول موجی که در آن شدت تابش طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λd):589 نانومتر (معمول). طول موج واحدی که رنگ درک‌شده LED را توصیف می‌کند، با عدم قطعیت اندازه‌گیری ±1.0 نانومتر.
• پهنای باند تابش طیفی (Δλ):15 نانومتر (معمول). پهنای طیفی در نصف حداکثر شدت، که نشان‌دهنده خلوص رنگ است.
• ولتاژ مستقیم (VF):از 1.7 ولت (حداقل) تا 2.4 ولت (حداکثر) متغیر است، با مقدار معمول 2.0 ولت در 20 میلی‌آمپر. عدم قطعیت اندازه‌گیری ±0.1 ولت است. این پارامتر برای محاسبه مقاومت محدودکننده جریان حیاتی است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر در VR=5V، که نشان‌دهنده یکپارچگی خوب پیوند است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

این محصول از یک سیستم دسته‌بندی برای طبقه‌بندی LEDها بر اساس پارامترهای نوری و الکتریکی کلیدی استفاده می‌کند تا یکنواختی در یک کاربرد را تضمین کند. برچسب‌های روی بسته‌بندی (CAT, HUE, REF) مطابق با این دسته‌ها هستند.

• CAT (رده‌های شدت نورانی):LEDها را بر اساس شدت نورانی اندازه‌گیری شده (Iv) گروه‌بندی می‌کند. این به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی با محدوده روشنایی خاص را انتخاب کنند.
• HUE (رده‌های طول موج غالب):LEDها را بر اساس طول موج غالب (λd) دسته‌بندی می‌کند که مستقیماً با سایه رنگ زرد مرتبط است. این امر یکنواختی رنگ را در بین چندین نشانگر تضمین می‌کند.
• REF (رده‌های ولتاژ مستقیم):LEDها را بر اساس افت ولتاژ مستقیم (VF) مرتب می‌کند. دسته‌های VF یکنواخت می‌توانند طراحی منبع تغذیه و تنظیم جریان را ساده‌تر کنند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که رفتار قطعه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد.

4.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع توان طیفی را نشان می‌دهد که در حدود 591 نانومتر (زرد) به اوج می‌رسد و پهنای باند معمول 15 نانومتر دارد. شکل منحنی استفاده از فناوری AlGaInP را تأیید می‌کند که به دلیل تابش کارآمد زرد و کهربایی شناخته شده است.

4.2 الگوی جهت‌داری

نمودار قطبی زاویه دید 170 درجه را نشان می‌دهد و یک الگوی تابش شبیه لامبرتین را نشان می‌دهد که توسط رزین پخش‌شونده نرم شده است و در نتیجه درخششی گسترده و یکنواخت به جای یک پرتو متمرکز ایجاد می‌کند.

4.3 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)

این منحنی رابطه نمایی معمول یک دیود را نشان می‌دهد. در نقطه کاری توصیه‌شده 20 میلی‌آمپر، ولتاژ معمولاً 2.0 ولت است. این منحنی برای طراحی مدار درایو ضروری است، به ویژه برای تعیین مقدار مناسب مقاومت محدودکننده جریان: R = (Vsupply - VF) / IF.

4.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

این نمودار نشان می‌دهد که خروجی نور (شدت نسبی) تقریباً به صورت خطی با جریان مستقیم تا حداکثر جریان پیوسته مجاز افزایش می‌یابد. این موضوع اهمیت درایو جریان پایدار را برای روشنایی یکنواخت برجسته می‌کند.

4.5 منحنی‌های عملکرد حرارتی

شدت نسبی در مقابل دمای محیط:نشان می‌دهد که شدت نورانی با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. این کاهش حرارتی یک ویژگی اساسی LEDها است، جایی که دمای پیوند بالاتر بازده تولید فوتون را کاهش می‌دهد. در محیط‌های با دمای بالا، استفاده از هیت‌سینک مناسب یا کاهش جریان ضروری است.

جریان مستقیم در مقابل دمای محیط:این منحنی احتمالاً برای نشان دادن رابطه تحت شرایط ولتاژ یا توان ثابت در نظر گرفته شده است و نیاز به درایو جریان ثابت را برای جبران ضریب دمایی منفی ولتاژ مستقیم تأکید می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

این LED دارای یک پکیج استاندارد گرد 5.8 میلی‌متری با پایه‌های شعاعی است. ابعاد کلیدی شامل فاصله پایه‌ها (تقریباً 2.54 میلی‌متر یا 0.1 اینچ)، قطر کلی و ارتفاع می‌باشد. ارتفاع فلنج کمتر از 1.5 میلی‌متر مشخص شده است. پایه‌ها از ماده قابل لحیم‌کاری ساخته شده‌اند و بدنه از رزین اپوکسی زرد پخش‌شونده ساخته شده است. کاتد معمولاً توسط یک نقطه صاف روی لبه لنز یا توسط پایه کوتاه‌تر شناسایی می‌شود، اگرچه برای علامت‌گذاری قطبیت خاص باید به دیتاشیت مراجعه کرد.

5.2 طراحی پد و چیدمان PCB

برای نصب روی PCB، سوراخ‌ها باید دقیقاً با قطر و فاصله پایه‌ها (2.54 میلی‌متر) تراز شوند. یک چیدمان پد توصیه‌شده شامل حلقه‌های حلقوی کافی برای لحیم‌کاری قابل اطمینان خواهد بود. این نکته تأکید می‌کند که تنش روی پایه‌ها در حین نصب می‌تواند رزین اپوکسی و عملکرد LED را تخریب کند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای جلوگیری از آسیب به اپوکسی LED و تراشه نیمه‌هادی حیاتی است.

6.1 شکل‌دهی پایه

• خمش باید حداقل در فاصله 3 میلی‌متری از پایه حباب اپوکسی انجام شود.
• شکل‌دهی باید قبل از لحیم‌کاری و در دمای اتاق انجام شود.
• از اعمال تنش به پکیج خودداری کنید؛ سوراخ‌های ناهمتراز PCB می‌توانند تنش مضر ایجاد کنند.

6.2 شرایط انبارش

• توصیه شده: ≤ 30 درجه سلسیوس و ≤ 70% رطوبت نسبی.
• عمر مفید پس از حمل و نقل 3 ماه است. برای انبارش طولانی‌تر (تا 1 سال)، از یک ظرف درب‌سته با نیتروژن و ماده رطوبت‌گیر استفاده کنید.
• از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تعریق اجتناب کنید.

6.3 پارامترهای لحیم‌کاری

لحیم‌کاری دستی:حداکثر دمای نوک هویه 300 درجه سلسیوس (برای هویه 30 وات)، حداکثر زمان لحیم‌کاری 3 ثانیه، حفظ حداقل فاصله 3 میلی‌متری از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی.

لحیم‌کاری موجی/غوطه‌وری (Wave/DIP):حداکثر دمای پیش‌گرم 100 درجه سلسیوس (حداکثر 60 ثانیه)، حداکثر دمای حمام لحیم 260 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه، حفظ فاصله 3 میلی‌متری از نقطه لحیم تا حباب.

نکات حیاتی:در حین لحیم‌کاری به پایه‌ها تنش وارد نکنید. بیش از یک بار لحیم نکنید. LED را در حین خنک‌شدن از ضربه مکانیکی محافظت کنید. کمترین دمای ممکن را برای فرآیند استفاده کنید. پروفایل لحیم‌کاری توصیه‌شده را که شامل مراحل پیش‌گرم، تماس موج لامینار و خنک‌سازی کنترل‌شده است، دنبال کنید.

6.4 تمیزکاری

در صورت لزوم، فقط با ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت ≤ 1 دقیقه تمیز کنید. از تمیزکاری اولتراسونیک استفاده نکنید مگر اینکه از قبل تأیید شده باشد، زیرا کاویتاسیون می‌تواند به ساختار داخلی یا اتصالات سیم آسیب برساند.

7. مدیریت حرارتی و محافظت ESD

7.1 مدیریت حرارت

اگرچه تلفات توان نسبتاً کم است (60 میلی‌وات)، طراحی حرارتی مناسب هنوز برای طول عمر و خروجی نور پایدار ضروری است. جریان باید در دماهای محیطی بالاتر به طور مناسب کاهش یابد، همانطور که توسط منحنی کاهش (دریتینگ) نشان داده شده است. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که دمای محیط در کاربرد کنترل شده است و مسیر حرارتی از پایه‌های LED به PCB را در نظر بگیرند.

7.2 حساسیت ESD (تخلیه الکترواستاتیک)

تراشه نیمه‌هادی AlGaInP به تخلیه الکترواستاتیک و ولتاژهای اضافه (سرج) حساس است. رویدادهای ESD می‌توانند باعث خرابی فوری یا آسیب پنهان شوند که قابلیت اطمینان بلندمدت را کاهش می‌دهد. در حین جابجایی و مونتاژ باید از کنترل‌های ESD مناسب (ایستگاه‌های کاری زمین‌شده، بند مچ، فوم رسانا) استفاده شود. به همین دلیل، قطعه در کیسه‌های ضد استاتیک با مواد مقاوم در برابر رطوبت بسته‌بندی شده است.

8. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

8.1 مشخصات بسته‌بندی

محصول به صورت فله و روی نوار و قرقره موجود است. جریان استاندارد بسته‌بندی به شرح زیر است:

1. LEDها در کیسه‌های ضد الکتریسیته ساکن قرار می‌گیرند (200-500 قطعه در هر کیسه).

2. پنج کیسه در یک کارتن داخلی بسته‌بندی می‌شوند.

3. ده کارتن داخلی در یک کارتن اصلی خارجی بسته‌بندی می‌شوند.

8.2 توضیح برچسب

برچسب‌های بسته‌بندی شامل موارد زیر هستند: CPN (شماره قطعه مشتری)، P/N (شماره قطعه سازنده: 583UYD/S530-A3)، QTY (تعداد)، CAT/HUE/REF (کدهای دسته‌بندی) و LOT No. (شماره سری ردیابی).

9. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

9.1 سناریوهای کاربردی معمول

• نشانگرهای وضعیت:نشانگرهای روشن بودن، حالت آماده‌باش، فعال بودن عملکرد در تلویزیون‌ها، مانیتورها، تلفن‌ها و رایانه‌ها.
• نور پس‌زمینه:برای نوشته‌های روی کلیدها، صفحه کلیدها یا پنل‌هایی که نور زرد نرم و پخش‌شونده مورد نظر است.
• سیگنالینگ عمومی:چراغ‌های هشدار، نشانگرهای توجه در تجهیزات مصرفی و صنعتی.

9.2 ملاحظات طراحی

• درایو جریان:همیشه از یک منبع جریان ثابت یا یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با LED استفاده کنید. مقاومت را با استفاده از R = (Vs - Vf) / If محاسبه کنید، با در نظر گرفتن حداکثر Vf از دیتاشیت تا اطمینان حاصل شود که If از مقادیر مجاز تجاوز نمی‌کند.
• زاویه دید:زاویه 170 درجه آن را برای نشانگرهای پنل جلویی ایده‌آل می‌سازد اما برای کاربردهای پرتو متمرکز کمتر مناسب است.
• یکنواختی رنگ:برای آرایه‌های چند LED، دسته‌های HUE و CAT تنگ را مشخص کنید تا ظاهر یکنواخت تضمین شود.
• چیدمان PCB:اطمینان حاصل کنید که سوراخ‌ها به درستی فاصله‌گذاری شده‌اند تا از تنش روی پایه‌ها جلوگیری شود. در صورت کار در دمای محیطی بالا، مساحت کافی مس در اطراف پایه‌ها برای دفع حرارت فراهم کنید.

10. مقایسه و تمایز فنی

مدل 583UYD/S530-A3 از طریق چند ویژگی کلیدی خود را در بازار متمایز می‌کند. در مقایسه با LEDهای زرد با فناوری قدیمی‌تر (مانند استفاده از نور فیلترشده یا مواد کم‌بازده)، تراشه AlGaInP روشنایی بالاتر و خلوص رنگ برتری ارائه می‌دهد. زاویه دید گسترده 170 درجه با رزین پخش‌شونده، تابش نرم و دلپذیرتری نسبت به لنزهای شفاف با زاویه باریک ارائه می‌دهد. انطباق آن با استانداردهای زیست‌محیطی مدرن (RoHS, REACH, بدون هالوژن) آن را برای بازارهای جهانی با مقررات سختگیرانه مناسب می‌سازد. موجودی روی نوار و قرقره از فرآیندهای مونتاژ خودکار با حجم بالا و مقرون‌به‌صرفه پشتیبانی می‌کند.

11. پرسش‌های متداول (FAQ)

11.1 جریان کاری توصیه‌شده چیست؟

شرایط آزمایش استاندارد 20 میلی‌آمپر است که یک نقطه کاری ایمن و معمول است و به خوبی زیر حداکثر مطلق 25 میلی‌آمپر قرار دارد. برای حداکثر طول عمر، به ویژه در محیط‌های با دمای بالا، کار کردن زیر 20 میلی‌آمپر توصیه می‌شود.

11.2 چگونه کاتد را شناسایی کنم؟

اگرچه در متن ارائه شده به صراحت نشان داده نشده است، اما روش استاندارد برای این نوع پکیج این است که کاتد پایه کوتاه‌تر است و/یا توسط یک لبه صاف روی لنز پلاستیکی گرد نشان داده می‌شود. همیشه با نمونه فیزیکی یا نقشه سازنده تأیید کنید.

11.3 آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه 5 ولت راه‌اندازی کنم؟

بله، اما استفاده از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری اجباری است. به عنوان مثال، با Vf معمول 2.0 ولت و If مورد نظر 20 میلی‌آمپر: R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 اهم. از حداکثر Vf (2.4V) برای محاسبه حداقل مقدار مقاومت ایمن استفاده کنید: R_min = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 اهم. یک مقاومت 150 اهمی انتخاب مناسبی است.

11.4 چرا روشنایی در طول زمان/دما کاهش می‌یابد؟

LEDها دچار افت لومن می‌شوند. دمای پیوند بالا این فرآیند را به دلیل افزایش تولید نقص در شبکه نیمه‌هادی تسریع می‌کند. اطمینان از مدیریت حرارتی مناسب و راه‌اندازی LED زیر حداکثر مقادیر مجاز، این تخریب را کند می‌کند.

12. مطالعه موردی کاربردی

سناریو: طراحی یک پنل چند نشانگر برای یک مودم رومیزی.پنل نیاز به چراغ‌های زرد متمایز و پخش‌شونده برای وضعیت‌های "برق"، "اینترنت" و "Wi-Fi" دارد. مدل 583UYD/S530-A3 به دلیل زاویه دید گسترده خود انتخاب شده است که قابلیت مشاهده از موقعیت‌های مختلف میز را تضمین می‌کند و رنگ زرد درخشان آن کنتراست خوبی در برابر قاب سیاه ارائه می‌دهد. برای اطمینان از روشنایی و رنگ یکنواخت در بین هر سه LED، طراح در سفارش خرید یک محدوده دسته‌بندی تنگ برای CAT (شدت نورانی) و HUE (طول موج غالب) را مشخص می‌کند. یک مدار درایو ساده با استفاده از ریل 3.3 ولتی مودم و مقاومت‌های محدودکننده جریان 68 اهمی برای هر LED پیاده‌سازی شده است که منجر به جریان مستقیم تقریبی 19 میلی‌آمپر می‌شود ((3.3V - 2.0V)/68Ω ≈ 19.1 mA). چیدمان PCB سوراخ‌های LED را دقیقاً با فاصله 2.54 میلی‌متر از هم قرار می‌دهد و شامل مس‌ریزی‌های کوچکی است که به پایه‌های کاتد متصل شده‌اند تا به دفع حرارت کمک کنند.

13. معرفی اصل فناوری

مدل 583UYD/S530-A3 بر پایه ماده نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیم فسفید) رشد یافته روی یک زیرلایه است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند جایی که بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که به نوبه خود طول موج نور ساطع شده را تعریف می‌کند - در این مورد، زرد (~589-591 نانومتر). رزین اپوکسی زرد پخش‌شونده اهداف متعددی را دنبال می‌کند: به عنوان یک لنز برای شکل‌دهی به خروجی نور عمل می‌کند، از تراشه نیمه‌هادی ظریف و اتصالات سیم در برابر عوامل مکانیکی و محیطی محافظت می‌کند و حاوی فسفر یا ذرات پخش‌کننده برای پراکنده کردن نور و ایجاد زاویه دید گسترده و یکنواخت است.

14. روندها و تحولات صنعت

صنعت LED به سمت بازدهی بالاتر، قابلیت اطمینان بیشتر و کوچک‌سازی ادامه می‌دهد. در حالی که LEDهای نصب‌سوراخی مانند 583UYD برای بسیاری از کاربردها، به ویژه جایی که مقاومت و سهولت مونتاژ دستی اولویت دارند، حیاتی باقی می‌مانند، روند قوی بازار به سمت پکیج‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) (مانند 0603، 0805، 2835) برای مونتاژ خودکار PCB وجود دارد. تحولات آینده در فناوری AlGaInP ممکن است بر بهبود بیشتر بازده نورانی (لومن بر وات) و پایداری رنگ در برابر دما و طول عمر متمرکز شود. علاوه بر این، ادغام الکترونیک درایو و ویژگی‌های هوشمند مستقیماً در پکیج‌های LED یک روند جاری است، اگرچه برای لامپ‌های نشانگر ساده مانند این، رویکرد قطعه گسسته مقرون‌به‌صرفه بودن و انعطاف‌پذیری طراحی را ارائه می‌دهد.